Автомобильные новости на Ралли клуб

Добро пожаловать!

Автомобильные новости на Ралли клуб – это постоянно обновляющийся кладезь информации о том, что происходит в автомобильном мире.

Литры на ветер

ЛИТРЫ НА ВЕТЕР

ТЕХНИКА

Обозрение

ЛИТРЫ НА ВЕТЕР

Сберечь горючее возможно и за счет формы,

кроме того не трогая содержания.

Алексей ВОРОБЬЕВ-ОБУХОВ

Вот уже фактически столетие конструкторы пробуют отыграть хоть пара сотых у таинственного коэффициента Сх, не жалея для этого громадных средств. Оценить достигнутое мы можем… расплачиваясь у бензоколонки.

Для начала небольшой опыт: постарайтесь выставить ладонь из окна на скорости под сотку. Ощущаете, с какой силой давит на нее неосязаемый в обыденной жизни воздушное пространство? Совсем очевидно, что это давление будет тем больше, чем шире ладонь, чем резвее вы едете и чем плотнее рассекаемый воздушное пространство. Но тот факт, что, приставив позади (к тыльной стороне ладошки) длиннющий конус, возможно в несколько раз уменьшить эту силу, позовёт у неискушенного в законах аэродинамики читателя удивление.

Дело в том, что образующиеся за ладонью завихрения воздуха делают область пониженного давления и она, как пылесос, дополнительно тянет руку вспять.

Переведенное на язык физиков, это явление описывается простой на вид формулой: F=1/2CxSrV2. Тут S — площадь ладошки (или все-же большей лобовой проекции автомобиля, поскольку идет обращение о нем), r — уже упоминавшаяся плотность воздуха, равная примерно 1,2 кг/мз, V — скорость перемещения автомобиля. В итоге, несчастный Сх — коэффициент лобового сопротивления: вот он-то может принимать самые разные значения.

Для ладошки, расположенной поперек потока, Сх равен примерно 1,2, а с совсем вычисленным и хорошо приставленным к ней позади конусом его величина может упасть до… 0,2. Такой вот волшебный параметр в руках чернокнижников-аэродинамиков.

Перед тем как покончить с теорией, обратим ваше внимание на то, что скорость в формуле стоит в квадрате: свидетельствует, сопротивление воздуха при 100 км/ч увеличится в четыре раза, чем при 50 км/ч, а издержки мощности на его преодоление возрастут в восемь (!) раз. Разумеется, мощность мотора расходуется не только только на рассекание воздуха. Еще имеется потери (на трение и др.) в самом моторе, коробки, на сопротивление качению шин…

К тому же в моменты разгона приходится преодолевать инерцию, а взбираясь в силу — и гору тяжести. Какова же толика практически аэродинамических потерь? Для современных автомобилейпри скорости 100 км/ч на ровненьком шоссе толика сопротивления воздуха в общем сопротивлении перемещению составит 65% при Сх=0,30 и 77% при Сх=0,70. Те же авто на 40 км/ч затратят 30 и 38% соответственно.

Ну, а в вяло текущей пробке сопротивление воздуха вообщем не играет роли. Так что ответить, как окажется понизить расход горючего способом улучшения аэродинамики, возможно лишь применительно к определенному ездовому циклу. на данный момент принято вычислять, что в эталоне, способом доведения формы до совершенства, не противоречащего требованиям комфорта пассажиров, удается отыграть около 40% сжигаемого горючего.

Другое — на совести массы, трения в деформации и подшипниках шин.

100 годов назад простые скорости самобеглых колясок иногда превосходили 30 км/ч и исходя из этого об обтекании их воздухом еще не думали. Авто до тех пор пока напоминали прародителей — угловатые кареты и высокие кэбы. Вобщем, для установления рекорда скорости Камилл Женатци дальнозорко выстроил веретенообразный экипаж, что достигнул 105,8 км/ч. Знал бы он, как выше могла быть скорость, руководи он болидом лежа, а колеса сделай утопленными в кузов!

Вобщем, против лома нет приема — доведя мощность мотора до 200 л.с., Гансу Нибелю удалось в 1911 году установить на известном Блитцен-Бенце очередной рекорд — 228,1 км/ч, несмотря на как и раньше торчавшие колеса, рессоры и гордо возвышающуюся фигуру гонщика Боба Бурмана. Но конкретно с 1911 года начались детальные изучения автомобиля в аэродинамической трубе, и не так долго осталось ждать подробностям, коряво торчащим навстречу ветрам, пришел финиш.

на данный момент конструкторы машин относятся к коэффициенту Сх с огромным почтением, но до этого времени совершенно верно высчитать его невозможно. Не имеет значение какая, казалось бы, малозначительная подробность может иПодвескаить (или сделать лучше) все дело. Поставили на колеса ровные колпаки — победили 3%, законопатили зазоры меж панелями — еще 5%, сделали дне совсем ровным — припишите для себя в заслугу целых 7%.

Иначе, широкая резина усугубляет коэффициент на 4%, открытые окна — на 5%, поднятые ночкой убирающиеся фары — на 10%, а багажник на крыше — на все 40%!

Вопреки расхожему воззрению, угол наклона ветрового стекла не весьма влияет на Сх. Однако сильный наклон, в большинстве случаев, увязан с мельчайшей высотой всей автомобили, а свидетельствует, площадью поперечного сечения. В итоге сила лобового сопротивления у Porsche 911 оказывается намного меньше, чем уAudi А8, не смотря на то, что Сх у первого на две сотых больше!

А вот наклон заднего стекла у хэтчбека еще серьёзнее (отечественные графики это наглядно показывают).

За прошлое столетие ученые определили: эталон исходя из убеждений аэродинамики — весьма вытянутая вспять каплевидная форма с притупленной фронтальной частью. Площадь поперечного сечения обязана достигать максимума примерно на одной трети длины кузова, форма этого сечения — верный круг. Тогда возможно — чисто на теоретическом уровне — рассчитывать на величину Сх=0,05.

Но практически такое тело может лишь летать, а никак не ездить! При простой площади поперечного сечения — миделя — 1,9 м2 протяженность безукоризненного кузова должна была бы превышать… 10 метров. Свидетельствует, выход один: постараться вписать контуры кузова в головную часть безукоризненной капли, а хвост… укоротить или отсечь.

Примером первого подхода можно считать Победу, второму направляться большинство современных машин. Думается странноватым, что заостренный, но укороченный позади силуэт исходя из убеждений аэродинамики был страшнее легко обрубленного. Но определить это удалось лишь экспериментальным способом при продувке макетов в аэродинамической трубе.

Вообщем принято вычислять, что для проектирования кузова автомобиля с Сх=0,5 хватит пары замеров моделей в масштабе 1:5 в мелкий трубе. Хотите понизить коэффициент на одну десятую — пожалуйте на пара недель с натурной моделью в огромную (и дорогую!) трубу. Ну, а вдруг цель Сх не страшнее 0,30, то не обойтись без продувки настоящего эталона и нескольких месяцев доводки!

Вобщем, нет правил без исключений: в то время, когда во второй половине 70-ых годов двадцатого века в трубу загнали неординарный экипаж Эдмунда Румплера (1924 год!), спецы испытали настоящий шок — его коэффициент сопротивления составил… 0,28. Как обидно бы это не звучало, при жизни конструктора так идеальную, не смотря на то, что и необыкновенную форму автомобиля клиенты не оценили, лишь компания Бенц позднее применяла некие выработки в собственных моделях.

В рвении весьма приблизиться к эталону, а свидетельствует, не считая всего остального, сберечь большое количество повсевременно дорожающего горючего, разработчики кузовов начали строить все более дорогие и громадные аэродинамические трубы, приближая условия опыта к действительности. К примеру, колеса испытуемого объекта должны крутиться, а пол под ним уноситься вспять со скоростью набегающего воздуха.

Мы уже неоднократно обращались к теме испытательных щитов, и вы имели возможность прочесть в ЗР об неповторимых аэродинамических трубах Audi (ЗР, 2000, № 3 — скорость ветра до 300 км/ч, в секунду прокачивается около 900 мз воздуха, мощность вентилятора 2600 кВт), Хёндэ (1999, № 12 — 2550 кВт и 200 км/ч, однако уровень шума лишь 58 дБ), Бер (2000, № 1 — умеренные 140 км/ч, но температура от -30 до +50°С и влажность до 95% — практически каждые). Ну и ВАЗ не отстал (1999, № 12 — 2300 кВт, 216 км/ч, от -45 до +50°С). Цена схожих щитов приближается к 100 млн. долл. и исходя из этого логично, что компании стремятся применять эти трубы кроме этого для звуковых и погодных опробований.

Но как получали улучшения аэродинамики, скажем, полста лет тому вспять? Вот поглядите на величину Сх узнаваемых русских машин: ГАЗ-М1 — 0,8, Москвич-400 — 0,74, Победа — 0,5, ЗИМ — 0,46… Прогресс, что именуется, налицо. А все легко. Испытуемый автомобиль обклеивали картонными ленточками и пускали по шоссе.

Рядом на машине сопровождения — оператор с камерой. Поведение полос бумаги большое количество имело возможность поведать спецам: в том месте, где они хорошо прилегают к корпусу — все в порядке, а где трепещут змейками — в том месте вредные завихрения. Как измерить коэффициент на практике? Как правило его определяли по замедлению на выбеге.

Сначала — с громадной скорости, позднее — с малой. Отличие полностью определяется сопротивлением набегающего воздуха.

Возвратимся, но, к современным машинам. Убрав все выступающие эксплуатация и Ремонт, среди них и желобки водостоков, сделав днище ровным, шнобель довольно тупым и широким, а корму сужающейся, конструкторы достигнули размеров Сх, не превосходящих 0,30.

Если не удается достигнуть подходящего результата в лоб, применяют армейские хитрости, как, например, ФИАТ в собственной разработке 4А (ЗР, 2000, № 3). Снутри задних колесных дисков поставили лопасти вентилятора, каковые по особенным каналам гонят струю воздуха к корме, чем наращивают в проблемной территории давление и уменьшают вихреобразование. В итоге коэффициент Сх мини-вэна с обрубленной кормой понижается с 0,33 до 0,27 и делается не страшнее, чем у простого автомобиля!

Рекордсменом же среди серийных легковых автомобилей на этот сутки есть трехлитровая версияAudi А2 — Сх=0,25.

А запрещено ли за счет аэродинамики уменьшить расход горючего еще на литр? Выясняется, возможно. И сделал это…

78-летний Фриц Фенд, узнаваемый спецам как создатель трехколесных кабиненроллеров Мессершмит. В отличие от автомобилестроителей, пробующих сделать суперэкономичный движок и поставить его в легкий и обтекаемый кузов, авиастроитель Фенд установил один из имеющихся моторов в супераэродинамичный кузов с коэффициентом лобового сопротивления Сх=0,11 (!). На скорости 120 км/ч его болид потребляет менее 2 л бензина (!) на 100 км.

Из вторых черт назовем мощность мотора — 50 л. с., наивысшую скорость — 190 км/ч, динамику — разгон с места до сотки за 10 с и габариты… Вот о их разговор особый. Автомобиль-то двухместный, а протяженность его… четыре метра при высоте 1300 и ширине 1800 мм. Крошкой не назовешь. Но масса всего 500 кг — а это более принципиально для заслуги суперэкономичности, в особенности в муниципальном цикле с торможениями и частыми разгонами.

Не верьте снимку — F2000 не трех-, а четырехколесный, но колея задних колес так мелка, что они стремительнее напоминают двускатное колесо Газели. Возможно, данный проект кроме того отправится в мелкую серию: начаты изготовления к постройке сборочного завода в Вакерсдорфе.

Возвратимся, но, к прозе судьбы. Не считая лобового сопротивления, у аэродинамики еще имеется большое количество неприятных сюрпризов для конструкторов. Какой-то из них — подъемная сила.

Необходимая для самолета, она существенно вредит рожденному ездить автомобилю. Меж иным, последний в профиль стал весьма припоминать безукоризненное крыло и… вот ужеAudi ТТ на скорости под двести фактически оторвала от почвы задние стойки шасси. Было нужно подпортить силуэт автомобили антикрылом на багажнике — для безопасности.

На другой неприятный эффект напоролись конструкторы Святогора. Казалось бы, что ужасного в более покатом, стремительном капоте? А вот поди ж ты: обтекание ветрового стекла поменялось таким макаром, что на скорости выше 130 км/ч щетки стеклоочистителя стали отрываться от стекла.

Мелочь? Как сообщить…

Возлагаем надежды, на данный момент вы уже не станете флегмантично относиться к приводимым в технических особенностях цифрам Сх — за ними громадные упрочнения огромных обществ и высочайшая культура конструкторской проработки кузова. Так давайте не будем сводить эту работу на нет, привинчивая к новой тачке нехарактерные ей кенгурины, пороги, обтекатели, мухобойки. (О настоящем действии таких устройств — см. ЗР, 2000, № 2).

Так зависит коэффициент лобового сопротивления от углов наклона ветрового стекла (при иных равных параметрах) и двери задка у хэтчбека.

Модель 1:5 в трубе — это лишь 1-ая прикидка.

Снаружи угловатый Румплер продемонстрировал непревзойденный кроме того по нынешним меркам результат — 0,28!

Подъемная силаAudi ТТ до и по окончании установки спойлера.

И это Фокус 2010 года? Форд-Синержи и …

На ФИАТе вредные вихри решили легко сдуть колесными турбинками.

…Форд-GT 90.

Случайные статьи:

Беседы с батюшкой. Страх и бесстрашие (беседа из цикла «Ветер радости»). Эфир от 29 июня 2017г


Статьи по теме:

  • Нос по ветру

    Шнобель по ветру Идея эта появилась в один из воскресных дней, в то время, когда мы, вдоволь накатавшись на парусной доске – серфе, собрались к себе….

  • Конкурс против ветра

    Конкурс: Против ветра Нет, мы совсем не хотели, чтобы кто-либо из читателей, способных хотя бы школьным аттестатом, попался на несложный крючок! Но некие…

  • Литры, вёдра, кубометры

    ЛИТРЫ, ВЁДРА, КУБОМЕТРЫ ТЕХНИКА /ОБОЗРЕНИЕ ЛИТРЫ, ВЁДРА, КУБОМЕТРЫ ВСЕ ЭТО — МЕРЫ КОЛИЧЕСТВА. ЧТО ИМИ Определяют В АВТОМОБИЛЕ? ТЕКСТ / АЛЕКСЕЙ…